FISICA DINAMICA

SEGUNDA LEY DE NEWTON

1.-OBJETIVOS:

-Verificación experimental de la segunda ley de Newton.

-Comprobar experimentalmente la relación existente entre la fuerza, aceleración y masa.

-Determinar la correcta orientación entre ambos vectores antes mencionados

2.-MATERIALES:

-Tablero con superficie de vidrio y conexiones para circulación de aire comprimido.

-Chispero eléctrico de frecuencia constante.

-Disco de metal (Puck).

-Un nivel de burbuja.

-Pesas de 50, 100, 200, 300 grs.

-Dos resortes.

-Papel bond tamaño A3.

4.-FUNDAMENTO TEÓRICO:

4.1.-SISTEMA DE REFERENCIA

Es aquel cuerpo respecto del cual se hacen las mediciones espaciales y temporales de una partícula en movimiento.

4.2.-VECTOR DESPLAZAMIENTO

Es el vector diferencia entre los vectores posición de una partícula en movimiento entre los instantes t1 y t2( t2posterior at1). Si los vectores posición en estos instantes son x1 y x2 respectivamente, el vector desplazamiento es:

∆x=x2-x1

4.3.-ACELERACIÓN

La aceleración es la tasa de cambio de la velocidad instantánea. La aceleración media en un intervalo particular de tiempo ∆t=tf -ti, se define como el cociente ∆v∆t, donde ∆v=vf-vi:

amx=∆vx∆t=vfx-vixtf-ti (Por tanto, ∆vx=amx∆t)

La aceleración instantánea es el límite del cociente ∆v∆t cuando ∆t tiende a cero. Si representamos la velocidad en función del tiempo, la aceleración instantánea en el tiempo t se define como la pendiente de la línea tangente a la curva en ese tiempo.

ax=lim∆t→0∆vx∆t =pendiente de la línea tangente a la curva de v en función de t

tanbien como, ax=dvxdt=ddxdtdt=d2xdt2

4.4.-MUELLES

Cuando un muelle se comprime o se alarga una pequeña cantidad x, la fuerza que ejerce, según se demuestra experimentalmente, es

Fx=-kx LEY DE HOOKE

Donde k es la constante de fuerza, constante elástica o también llamada constante recuperadora, una medida de la rigidez del muelle. Un valor negativo de x significa que el muelle ha sido comprimido una distancia xdesde su posición de equilibrio. El signo negativo en la ecuación significa que la fuerza que ejerce el muelle que la estira o comprime adopta la dirección opuesta.

4.5.-PRIMERA LEY DE NEWTON (LEY DE LA INERCIA)

Todo cuerpo en reposo sigue en reposo a menos que sobre él actúe una fuerza externa. Un cuerpo en movimiento continúa moviéndose con velocidad constante a menos que sobre él actúe una fuerza externa.

Esta ley sólo puede aplicarse a sistemas de referencia denominados inerciales. De hecho, la primera ley de Newton nos proporciona un criterio para determinar si un sistema de referencia es inercial o no.

4.5.1.-SISTEMA DE REFERENCIA INERCIAL

Si sobre un objeto no actúa ninguna fuerza, cualquier sistema de referencia con respecto al cual la aceleración del objeto es cero es un sistema de referencia inercial.

4.6.-SEGUNDA LEY DE NEWTON

La aceleración de un cuerpo es proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él, e inversamente proporcional a su masa. Así pues,

a=Fnetam, donde Fneta=F

5.-PROCEDIMIENTO:

a) Medir la longitud inicial de cada resorte.

b) Con los resortes entregados encontrar sus constantes elásticas, para esto tenemos que suspender cada uno de los resortes e ir añadiéndole peso (use pesos de 100 gr, 200 gr y 300 gr) a cada uno de estos en un soporte universal.

c) colocar la hoja A3 sobre el tablero de vidrio que tiene adherido grafito.

d) Obtener la trayectoria del disco fijando en puntos fijos los resortes, marcando como A y B en la hoja A3 y colocar en el disco de metal.

e) Abrir lenta mente la llave de aire

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